Voltage Regulator

Entwicklung einer linearen Spannungsregler-Platine zur Umwandlung von 12V auf 7V für Ausstellungsbeleuchtung.

Warum brauchte ich das?

Ein linearer Spannungsregler wird verwendet, um eine Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung zu regeln. Für einen Ausstellungsaufbau wollte ich vier 7V-Lampen mit einer 12V-Stromquelle betreiben. Schaltnetzteile sind normalerweise für Nennspannungen verfügbar. Da 7V jedoch von diesen Standards abweicht und ich nur einen Tag für mögliche Fehlerbehebung hatte, musste ich eine schnelle und einfache Lösung finden. Daher entschied ich mich, einen linearen Spannungsregler zu entwickeln.

Schaltungsdesign

Anders als herkömmliche Netzteile wandelt der lineare Regler überschüssige Energie in Wärme um. Wenn unsere Lampe also 1A Strom zieht, werden die verbleibenden 5V (12-7) – was 5W entspricht – in Wärme umgewandelt. Diese Art von Regler ist daher nicht für häufig hergestellte und verwendete Produkte geeignet. Für schnelle, einmalige Lösungen ist sie jedoch sehr einfach und unkompliziert.

Schauen wir uns nun die Schaltung an. Im Zentrum steht ein LM317. Das ist der eigentliche Spannungsregler. Wir verbinden den Adjust-PIN mit einem Trimmer (TRIM) und den Trimmer mit Masse. Wir verbinden auch den Schleifer des Trimmers mit Masse. Mit einem Trimmer lässt sich die Spannung viel präziser einstellen als mit einem Drehpotentiometer. Außerdem verbinden wir den Out-PIN über einen 240Ω-Widerstand (R1) mit dem Trimmer. Zur Glättung von Schwankungen fügen wir zwei Kondensatoren (C1, C2) am Ein- und Ausgang hinzu.

Platine

Nach dem Test der Schaltung auf einem Steckbrett entwickelte ich eine Platine und schickte sie in die Produktion. Die resultierende Leiterplatte ist etwa 2x4cm groß. Die Spannung kann durch Drehen der Einstellschraube am Trimmer angepasst werden. Wenn der LM317 viel Wärme erzeugt, kann er aufrecht montiert und mit einem Kühlkörper versehen werden.

Credits

Das Bauteil wurde durch die Hilfe von Peter Knobloch und Elias Mack ermöglicht.